Київський національний економічний університет

Гужва Володимир Михайлович

УДК.681.03:338.22

МОДЕЛЮВАННЯ МУЛЬТИАГЕНТНИХ СИСТЕМ ДЛЯ УПРАВЛІННЯ ЛОГІСТИЧНИМИ ПРОЦЕСАМИ НА ПІДПРИЄМСТВАХ

08.03.02 – ЕКОНОМІКО-МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата економічних наук

Київ - 2002

Дисертація є рукописом.

Робота виконана на кафедрі інформаційних систем в економіці Київського національного економічного університету Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор економічних наук, професор

Ситник Віктор Федорович,

Київський національний економічний університет,

завідувач кафедри інформаційних систем в економіці

Офіційні опоненти: доктор економічних наук, професор

Клименюк Микола Миколайович,

Академія муніципального управління,

завідувач кафедри менеджменту

кандидат економічних наук, старший науковий співробітник

Ревін Віктор Андрійович,

Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем Національної академії наук України та Міністерства освіти і науки України, старший науковий співробітник відділу соціально-економічних систем та інформаційних технологій

Провідна установа: Львівський національний університет ім. І. Франка Міністерства освіти і науки України, кафедра економічної кібернетики, м. Львів

Захист відбудеться 27 січня 2003 року о 14-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.006.01 при Київському національному економічному університеті за адресою: 03680, м. Київ, пр. Перемоги, 54/1, ауд.317.

З дисертацією можна ознайомитись в науковій бібліотеці Київського національного економічного університету за адресою: 03680, м. Київ, пр. Перемоги, 54/1, ауд. 201.

Автореферат розісланий 27 грудня 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради О.Д. Шарапов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сучасний етап розвитку економічних відношень потребує розглядати підприємство в постійному взаємозв'язку з постачальниками виробничих ресурсів і споживачами готової продукції. В умовах зростаючої конкуренції успіх будь-якого підприємства залежить від адекватного та своєчасного реагування на постійні зміни в зовнішньому середовищі. Тому підприємство повинно мати механізми керування, що дозволяють здійснювати адаптацію до ринкових умов і конкуренції на світових ринках виробників. Реалізація цього означає, що саме споживач, його смаки та уподобання повинні визначати напрямок розвитку будь-якого підприємства. У зв'язку з цим висувається необхідність формування на підприємствах організаційно-економічних умов, що дозволяють будь-якому підприємству нормально функціонувати в умовах розвинутої ринкової економіки. Організаційно-економічні умови, що включають сукупність методів та алгоритми керування підприємством у ринкових умовах, мають забезпечувати досягнення цілей функціонування, узагальнення яких для всіх підприємств і виробничих систем може бути виражено тезою: "Створити споживача".

Досягнення мети в такій постановці пов'язано з задоволенням усього спектра платоспроможних потреб споживчого ринку з профілю продукції, що випускається, або видів послуг, що надаються. Формування кола стабільних споживачів є основою для завоювання підприємством стійкого становища на ринку виробників.

При розгляді функціонування підприємства з погляду стійкості його становища в загальній інфраструктурі можна виділити три головні сфери, що характеризують і формують стійке становище підприємств на ринку виробників: внутрісистемна виробничо-збутова сфера, сфера функціонування підприємства в ринковому середовищі і ринкова сфера. У сформованій ситуації підприємство має приділяти постійну увагу питанням планування та аналізу не тільки виробничо-господарської і фінансової діяльності, але й аналізу положення підприємства на ринках споживачів, постачальників та виробників, а також плануванню заходів щодо забезпечення максимальної організаційно-економічної стійкості підприємства на ринку.

Під організаційно-економічною стійкістю слід розуміти спроможність підприємства зберігати економічну ефективність при можливих змінах ринкової кон'юнктури шляхом адаптації, своєчасного удосконалення і цілеспрямованого розвитку його виробничо-технологічної й організаційної структури методами логістико-орієнтованого управління

Аналізуючи проблему організаційно-економічної стійкості, слід зазначити, що в сучасній практиці існують методи оцінювання фінансової стійкості, які не в повній мірі враховують становище підприємства на конкурентних ринках постачальників та споживачів. Стійкість підприємства в такому розумінні значним чином залежить від того, настільки ефективною є відповідна система управління в цілому та інформаційна система управління зокрема.

Вивчення літературних джерел показало, що нині теоретичними засадам створення інформаційних систем управління підприємствами присвячена значна кількість праць. Це роботи вітчизняних та закордонних вчених, які висвітлюють проблематику побудови системи управління підприємствами, і зокрема - проектування та впровадження інформаційних систем на підприємствах. Разом з тим аналіз показує, що має місце розрив між сучасними теоретичними концепціями управління підприємствами (такими, як CSRP - APS) та існуючими методами і засобами, які б дозволяли реалізувати зазначені концепції в рамках відповідних інформаційних систем.

Виходячи з цього, є актуальною розробка підходів, методів та засобів для побудови інформаційних систем управління підприємствами, які б сприяли забезпеченню організаційно-економічної стійкості підприємств в сучасних ринкових умовах.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у відповідності із планом науково-дослідних робіт КНЕУ, належить до теми “Проблеми розробки та впровадження інформаційних систем підтримки прийняття рішень в економіці України” (номер державної реєстрації 0101U009215). Особисто автор брав участь у підготовці розділу “Моделювання та засоби підтримки прийняття економічних рішень”.

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є аналіз та розробка концептуальних основ та засобів побудови логістичних інформаційних систем управління підприємствами, здатних сприяти забезпеченню організаційно- економічної стійкості підприємств.

Для досягнення цієї мети в дисертації були поставлені та виконані такі основні завдання:

- проведено аналіз розвитку логістики в економічній сфері;

- проведено аналіз наявних логістичних концепцій управління підприємствами в плані можливості забезпечення ними стійкості підприємств;

- проведено аналіз сучасних підходів до побудови логістичних інформаційних систем;

- запропоновано і теоретично обґрунтовано можливість побудови логістичних інформаційних систем на підприємствах як мультиагентних систем з використанням програмних агентів двох типів: інформаційних та функціональних;

- досліджено суть агентно-орієнтовано методу до побудови логістичних інформаційних систем управління підприємствами;

- розроблено модель архітектури та інфраструктуру системи партнерських агентів як основи логістичних ланцюгів на підприємствах;

- запропоновано і теоретично обґрунтовано можливість використання розфарбованих мереж Петрі для моделювання діалогів між агентами в логістичних ланцюгах;

- розроблено метод агентно-орієнтованого моделювання бізнес-правил та бізнес-процесів в мультиагентних системах;

- розроблено метод моделювання, сценарії та алгоритми взаємодії програмних агентів при укладанні угод в логістичних ланцюгах.

Об'єктом дослідження є логістичні процеси на промислових підприємствах з дискретним характером виробництва.

Предметом дослідження є моделі і методи розв'язування логістичних задач на підприємствах із застосуванням сучасних засобів інформаційних технологій.

Методи дослідження. Теоретичною і методологічною основою дисертаційної роботи є опубліковані роботи вітчизняних та закордонних вчених в області теорії управління промисловими підприємствами, теорії побудови сучасних економічних інформаційних систем, теорії штучного інтелекту, теорії побудови мультиагентних систем, теорії динамічного моделювання систем на основі мереж Петрі, теорії реінжинірингу - таких, як Л.В. Канторович, А.А. Корбут, Є.С. Венцель, В.М. Глушков, В.Ф. Ситник, В.І.Дудорін, О.О. Первозванський, В.М. Португал, В.В. Дев'ятков, Р. Беллман, Дж. Бігель, М. Хаммер, Д. Чемпі, К-А, Петрі, К. Йенсен, Н. Дженінгс, Г. Нвана, Дж. Вулдрідж та ін.

В ході дослідження застосовувалися положення теорії логістики, системного аналізу, теорії управління складними системами, теорії числення предикатів, теорії побудови сучасних економічних систем, теорії динамічного моделювання систем.

Наукова новизна одержаних результатів. Наукова новизна одержаних в дисертаційній роботі результатів полягає в наступному:

- запропоновані концептуальні положення та модель логістичної інформаційної системи підприємства базуються на сукупності програмних агентів двох типів: інформаційних та функціональних;

- запропоновані концептуальні положення моделювання бізнес-правил та бізнес-процесів в логістичних інформаційних системах реалізуються як агентно-орієнтовані;

- запропонований агентно-орієнтований метод моделювання логістичних інформаційних систем (ІС) на підприємствах передбачає побудову ІС на основі активних елементів, здатних динамічно реагувати на зовнішні ринкові збурення;

- розроблена модель системи управління ланцюгами постачань на підприємстві (архітектура та інфраструктура) базується на системі партнерських агентів;

- запропонований метод моделювання діалогових процедур між агентами реалізується за допомогою розфарбованих мереж Петрі, що підвищує ефективність взаємодії програмних агентів в логістичних ланцюгах;

- розроблений метод моделювання взаємодії агентів при укладанні угод в логістичних ланцюгах передбачає оптимізацію вибору за комплексними критеріями на перевагу.

Практичне значення одержаних результатів. Запропоновані у дисертаційній роботі концепція, моделі, методи та засоби побудови логістичних інформаційних систем рекомендуються для застосування на промислових підприємствах з дискретним характером виробництва. Результати дослідження впроваджені при розробці сучасних інформаційних систем управління підприємствами у ТОВ “Галактика - Софт”, м. Київ (довідка № 026/13 від 17.09.2002 р.) та у ТОВ “Інтелект-Сервіс”, м. Київ (довідка № 121-L від 16.09.2002 р.)

Основні теоретичні положення дисертації використані в навчальному процесі, включені в методичне забезпечення дисциплін “Інформаційні системи і технології на підприємствах”, “Інформаційні системи у міжнародному бізнесі”, “Електронна комерція” у Київському національному економічному університеті, а також в навчальних посібниках з цих дисциплін (довідка від 13.09.2002р.).

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися та отримали позитивну оцінку на таких конференціях: 1) науково-методична конференція “Комп'ютерне моделювання” (м. Дніпродзержинськ, 29.06-1.07.2000 р.); 2) II Національна науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених “Системний аналіз та інформаційні технології” (м. Київ, червень 2000 р.); 3) І і ІІ міжнародні науково-практичні конференції “Проблеми впровадження інформаційних технологій в економіці та бізнесі” (м. Ірпінь, травень 2000, 2001р., відповідно) та III міжнародна науково-практична конференція “Проблеми впровадження інформаційних технологій в економіці” (м. Ірпінь, травень 2002 р.).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи опубліковані в 18 наукових працях загальним обсягом 75,91 друк. арк. (особисто автору належить 55,56 друк. арк.), з них - 10 в наукових фахових виданнях обсягом 6,02 друк. арк.; в інших виданнях: 3 навчальні посібники обсягом 69,13 друк. арк (особисто автору належить 48,78 друк. арк.) та 5 в матеріалах науково-практичних конференцій обсягом 0, 76 друк. арк.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, трьох розділів, висновків, списку літератури та додатків. Загальний обсяг роботи 202 сторінки. У роботі наведено 35 рисунків (обсягом 33сторінки), 8 таблиць (обсягом 14 сторінок), та 5 додатків (обсягом 17 сторінок). Список використаних літературних джерел містить 269 найменувань.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтована актуальність теми дисертації, визначена мета, задачі і методологічна основа дослідження, розкриті наукова новизна та практична важливість роботи.

Розділ 1 “Інформаційні системи та їх роль в забезпеченні організаційно-економічної стійкості підприємств” присвячений проблематиці організаційно – економічної стійкості підприємств та дослідженню ролі інформаційних систем управління підприємствами в її забезпеченні. При цьому підприємство розглядається як комплексна постачальницько-виробничо-збутова або логістична система, яка може зазнавати збурюючих ринкових впливів (з боку постачальників, споживачів, конкурентів), що можуть вивести підприємство зі стійкого організаційно-економічного становища. Оскільки логістичні підходи до управління промисловими підприємствами ще недостатньо досліджені у вітчизняній літературі, то в дисертації проаналізовано походження та сутність терміну “логістика”, досліджено розвиток логістики в економічній сфері.

Особлива увага приділена еволюції логістичних концептуальних підходів до управління підприємствами, які складають основу відповідних інформаційних систем управління підприємствами (рис.1).

Проведені дослідження показали, що перші три концепції – “Планування матеріальних ресурсів (MRP), “Планування виробничих ресурсів” (MRP ІІ) та “Планування ресурсів підприємства” (ЕRP) - виключно орієнтовані на внутрішню діяльність підприємств, не враховують вплив зовнішніх ринкових факторів (постачальників, споживачів, конкурентів), а, значить, і не можуть бути ядром такої інформаційної системи управління, яка б могла сприяти забезпеченню стійкості підприємств при наявності зовнішніх збурюючих впливів. З точки зору управління ресурсами на підприємстві співвідношення між цими концепціями можно представити у вигляді таких символьних формул:

MRP II = (MRPCRP) (1)

ERP = (MRPIIFRP) = ((MRPCRP)FRP), (2)

де CRP– модуль планування виробничих потужностей на підприємстві;

FRP – модуль планування фінансових ресурсів на підприємстві

Рис.1. Еволюція логістичних концепцій за видами ресурсів, управління якими здійснюється

Як показав проведений аналіз, концепція “Планування ресурсів підприємства, синхронізованого з вимогами споживачів” (CSRP) враховує вплив ринку споживачів, ігноруючи вплив ринку постачальників. Символьно зв’язок цієї концепції з вище розглянутими можна представити так:

CSRP = (ERPСRM), (3)

де CRМ – модуль управління відношеннями зі споживачами.

Остання з досліджених концепцій – “Розвинута або удосконалена система планування” (APS) – в повній мірі враховує вплив як постачальників, та і споживачів та може слугувати основою сучасних логістичних інформаційних систем, здатних сприяти забезпечення стійкості підприємств в ринковому середовищі. Зв'язок цієї концепції з вище розглянутими можна представити так:

APS = (CSRPSCM), (4)

де SCM – модуль управління ланцюгами постачань на підприємстві.

Разом з цим проведені дослідження показали, що нині діють реальні механізми втілення у конкретних програмних продуктах для трьох з вище перелічених концепцій: MRP II (інтегровані інформаційні системи управління підприємствами “Галактика”, “БОСС – Корпорация”, “ІТ –Предприятие” та ін.), ERP (BAAN, R/З, MIRACLE -V та ін.), а також CSRP (SyteLine). Механізми практичної реалізації концепцій APS на даний час активно досліджуються та формуються.

Другим напрямом дослідження в цьому розділі дисертації є аналіз сучасних підходів до створення інформаційних систем управління підприємствами з метою визначення, наскільки той чи інший підхід дозволяє побудувати інформаційну систему, здатну адекватно та своєчасно реагувати на зовнішні збурюючі впливи (ринкові фактори). Були розглянуті структурно-орієнтований, об'єктно-орієнтований та процесно-орієнтований підходи. Як виявилося, для перших двох підходів притаманні такі недоліки: а) відсутня можливість детального опису динамічних елементів системи, тобто процесів: б) не передбачені ефективні механізми реагування на збурюючі впливи на економічний об'єкт з боку середовища: в) відсутня можливість “навчання” системи для самоконфігурування чи адаптації до можливих змін без зовнішнього втручання. Процесно-орієнтованому підходу властиві останні два з перерахованих недоліків.

Отже, відсутність механізмів реалізації найбільш прийнятної на сьогодні логістичної концепції управління (APS) та неможливість реалізації з допомогою сучасних підходів до побудови інформаційних систем механізмів реагування на зовнішні збурюючі впливи в ринковому середовищі визначили проблематику дисертаційного дослідження.

Розділ 2 “Агентно-орієнтоване моделювання логістичних процесів на підприємствах” присвячений концептуальним положенням та інструментарію побудови сучасних логістичних інформаційних систем на підприємствах як сукупності партнерських програмних агентів.

Насамперед пропонується в якості механізму реалізації логістичної концепції управління APS, дослідженої в першому розділі дисертації, ідея композиційного моделювання логістики в інформаційних системах на підприємствах, суть якої зводиться до поєднання різноманітних інструментальних засобів (математичних методів і моделей, засобів інформаційних технологій тощо) при побудові інформаційної системи. В розвиток цього напрямку дослідження пропонується основну увагу зосоредити на одному із інструментальних засобів – програмних агентах. Задача дослідження можно сформулювати наступним чином: теоретично обґрунтувати можливість побудови та запропонувати методи і засоби практичної реалізації логістичної інформаційної системи управління підприємствами на основі програмних агентів.

Оскільки парадигма програмних агентів є новою і практично не дослідженою у вітчизняній спеціальній літературі, в дисертації аналізується суть поняття “програмні агенти”, розглядаються їх основні типи і властивості. При дослідженні мультиагентних систем основна увага приділяється таким поняттям, як: архітектура системи агентів, інфраструктура для систем агентів, онтології (тобто визначення основних понять, пов'язаних з програмними агентами та мультиагентними системами), мови зв'язку агентів, протоколи взаємодії агентів, а також елементи реалізації мультиагентних систем.

На основі теорії числення предикатів з використанням метамови опису предикатів Бекуса-Наура теоретично обґрунтовано можливість побудови логістичної інформаційної системи підприємства у вигляді мультиагентної системи, що складається з програмних агентів двох типів: функціональних та інформаційних (рис.2).

Цеховий рівень

Рис.2.Мультиагетна система для управління інтегрованими логістичними ланцюгами на підприємствах

Для розгляду функцій та взаємодії агентів використовуються такі поняття, як види діяльності, дії, ресурси, стани та час. Опис станів пропонується розглядати за допомогою таких предикатів: 1) використання – use(s,a); 2) споживання – consume(s,a), 3) відпуск – release(s,a); 4) виробництво – produce(s,a). Ці предикати зв'язують стан s з ресурсом r, який вимагається діяльністю а. Станам присвоюється статус, що визначається наступними предикатами: 1) можливий – possible(s,a); 2) фіксований – committed(s,a); 3) дозволений – enabled(s,a); 4) завершений – completed(s,a).

Діяльність кожного агента складається з набору дій. Всі дії відбуваються в конкретних ситуаціях і початку ситуації присвоюється час за допомогою функції start (у). Ситуації упорядковані в часі у відповідності з відношенням <. Для того, щоб представити те, що властивість ѓ є істинною в ситуації у, слід використовувати предикат holds(f,у); предикат holds(f,t) представляє той факт, що f є істиною в момент часу t. Предикат occurs(a,у) відображає діяльність а, яка відбувається в ситуації у . Діяльність агентів представляється послідовністю дій, які виконуються, є можливими та формують (завершують) стани. Такі дії впорядковуються в часі. На основі цього діяльність будь-якого агента може бути

представлена виразом наступної форми :

(5)

Будь-який вид діяльності агента вимагає конкретних ресурсів. Потреба в ресурсах на протязі деякого проміжку часу, починаючи з моменту t і закінчуючи моментом ќ, може бути представлена наступними предикатами: use_ spec(r, a, q, t, ќ) та consume_speс(r, a, q, t, t), де q – кількість ресурсу r, який використовується або споживається діяльністю a в проміжок часу (ќ-t). Кількість ресурсу в деякій ситуації у подається за допомогою предиката holds(rp(r, q),у). Кількість ресурсу в деякому місці знаходження представляється предикатом holds(rpl(r,q,l)у). Кількість q ресурсу, необхідного для діяльності а в проміжок часу (ќ-t), може бути представлена предикатом committed_to(r,a,q,t,ќ). Загальна кількість ресурсу, необхідна для всіх видів діяльності в момент часу t, може бути представлена у вигляді предикату total_committed(r,q,t). Ці предикати змінюються в результаті таких дій, як commit, enable та complete.

Функціонування будь-якого виробничого підприємства пов’язано з плануванням (складанням графіків виробничих процесів, диспетчеруванням виробничих процесів тощо). При представленні підприємства у вигляді сукупності логістичних ланцюгів, управління якими здійснюється програмними агентами, діяльність програмних агентів повинна бути пов’язана з розподілом та контролем наявності ресурсів і орієнтована на складання, узгодження та диспетчерування виробничих розкладів (графіків) з урахуванням ресурсних та часових обмежень. Виходячи з цього, функціонування кожного із наведених на рис. 2. агентів, пропонується описувати за допомогою виразів математичної логіки (числення предикатів), скориставшись для цього предикатами, описаними вище.

Таким чином, в цьому розділі запропоновано та теоретично обґрунтовано можливість побудови логістичної інформаційної системи підприємства на основі програмних агентів.

Розділ 3 ”Інструментарій моделювання мультиагентних систем для управління логістичними процесами на підприємствах” присвячений розгляду питань практичної реалізації мультиагентних систем для управління логістичними процесами на підприємствах.

Для практичної реалізації ланцюга- постачання як складової частини логістичних ланцюгів на підприємстві запропонована модель архітектури та інфраструктура системи партнерських агентів. Зокрема детально розглядаються такі компоненти архітектури, як агенти - сервери доменного співробітництва, агенти “жовтих сторінок”, агенти - локальні зонні координатори, високорівневі агенти співробітництва, агенти управління знаннями, агенти - сервери онтологій, партнерські інтерфейсні агенти.

Оскільки агенти є активними за своєю природою, тобто вони здатні взаємодіяти між собою та з середовищем, то важливо дослідити можливі засоби моделювання діалогових взаємодій між агентами в мультиагентних системах, а саме: детерміністичні скінчені автомати, удосконалені графи Дулі,UML-схеми, мережі Петрі. В результаті порівняльного аналізу перевагу віддано такому засобу моделювання діалогів між агентами, як розфарбовані мережі Петрі. На основі використання цього засобу моделювання запропоновано багатошарову архітектуру діалогу між агентами, а також основні структурні елементи для побудови діалогових взаємодій між агентами, до яких відносяться:

а) діалогові теми, структуру яких можна представити через три змінні:

ДТ: (TР_ID, AGENTS, ARGUMENTS), (6)

де TР_ ID – ідентифікатор діалогової теми;

AGENTS – перелік агентів, що приймають участь у діалозі;

ARGUMENTS – перелік всіх аргументів в темі.

Розглянемо приклад діалогової теми. У логістичній (виробничо-збутовій) системі, що працює "на замовлення", для досягнення згоди щодо таких параметрів виробничого замовлення, як строк поставки, ціна, місцезнаходження поставки, логістичному агенту (LOA), агенту виробничого планування (PAA) та заводському агенту (FAA) необхідно провести кілька діалогів з різними темами. Нижче наводяться приклади доречних ДТ:

ДТ1: (Prod_Tar, (LOA, PPA), (Cust_order, Cust, Loc, DD, Price )), (7)

ДТ2: (Mfg_Cost, (PPA, FAA), (Factory_order)( DD, Cost)), (8)

де діалогова тема Prod_Tar в (8) буде центром діалогової взаємодії між LOA і PPA про виробничу ціль: доставити товар Prod споживачеві Cust в місцезнаходження Loc, строк поставки DD, ціна товара Price. Параметри продукції можуть ідентифікувати унікальні типи продукції або групу типів продукції. Значення параметрів розглядаються як агентом LOA, так і агентом PPA. Діалогова тема Mfg_cost в (9) зфокусована на діалоговій взаємодії між PPA і FAA щодо промислової вартості для заводського замовлення зі строком поставки DD. Приведені діалогові теми визначають можливі переговори через набір діалогових сценаріїв для визначення можливих виробничих цілей та оптимальної дати поставки.

б) схема діалогу, структуру якого можна описати чотирма змінними величинами:

CД={ Agents, Acts, States, Arсs, TPs}, (9)

де Agents = {Agt1, Agt2,... Agtm} (m>0) – набір агентів, які беруть участь в діалозі; Acts= {Act1, Act2,... Actn} (n>0) – пакети діалогових дій, які виконуються кожним агентом із Agents в деякій ситуації; States= {Sta1, Sta2,... Stal} (l>0) – відповідні зміни станів кожного із агентів в Agents; Arcs=Acts x StatesUStates x Acts – це зв’язки між Acts та States; TPs = {Tp1,Tp2,..., Tpk} (k>0) - набір діалогових тем, доречних для агентів в процесі діалогу.

В якості ілюстрації розглянемо таку схеми діалогу. В виробничій-збутовій (логістичній) системі, що базується на агентах, після отримання замовлення від споживача логістичному агенту (LOA) необхідно знайти інших агентів, які можуть асистувати (або допомогати); при цьому агент повинен звернутись з запитом до локального зонного координатора (LAC) на предмет отримання від нього інформації про те, "як співробітничати". Після цього LAC повинен звернутись до деякого агента управління знаннями (KA) з проханням допомоги знайти деяких підхожих співучасників. Відповідні дії будуть проявлятися в зворотному порядку, наприклад, для LOA – це: Agents = {LOA, LAC1, KA1}, TP ="З ким співробітничати". Ця схема також відповідає вимогам агента виробничого планування (PPA), коли він отримує замовлення заводського агента (FAA) для формування віртуальної команди по виконанню виробничого замовлення, в якій Agents = {PPA, LAC2, KA2}, TP = “часткова інформація про продукцію” і Agents = {FAA, LAC3, KA3}, TP = "характерна інформація про частину", відповідно. Вони мають однакові Acts = {REQUES, REPLY} (в даному випадку REQUES та REPLY є атомарними схемами).

На основі цих елементів розроблено атомарну та композитну схеми діалогів, які реалізовані шляхом використання розфарбованих мереж Петрі (РМП) (рис.3).

Виходячи з того, що агентно-орієнтований підхід до побудови інформаційних систем повинен стати тим підходом, якому притаманні переваги існуючих підходів, аналіз яких було проведено в першому розділі дисертації, зокрема і процесно-орієнтованого підходу, запропоновано конкретні процедури та методику моделювання агентно-орієнтованих бізнес-правил та бізнесів-процесів в мультиагентних системах.

Рис.3. Подання діалогу між агентами за допомогою РМП (для схеми діалогу, розглянутої вище)

В роботі також запропоновано та практично реалізовано моделювання процедур укладання угод в мультиагентних системах (ринкова сесія, сценарій інфраструктура, протокол та алгоритми взаємодії агентів). На рис. 4 наведена схема сценарію взаємодії двох агентів при укладанні угоди.

Рис.4. Сценарій взаємодії агентів при укладанні угод

Таким чином, в цьому розділі дисертації запропоновано та впроваджено інструментарій практичної реалізації (моделі, методи та ін.) мультиагентних систем для управління логістичними процесами на підприємствах.

Висновки

У дисертаційній роботі наведено теоретичне обґрунтування можливості побудови логістичних інформаційних систем на підприємствах, здатних сприяти забезпеченню організаційно-економічній стійкості підприємств в ринкових умовах, на основі використання економіко-математичного моделювання та засобів інформаційних технологій. Отримані результати дають можливість зробити такі висновки:

1. В умовах функціонування ринкової економіки діяльність промислових підприємств слід розглядати з урахуванням постійних впливів з боку постачальників ресурсів, споживачів готової продукції та конкурентів. Успіх діяльності підприємства при зростаючій конкуренції залежить від адекватного та своєчасного реагування на постійні зміни в зовнішньому середовищі. В зв’язку з цим підприємство повинно мати таку систему управління, яка може забезпечувати адаптацію до ринкових умов та постійної конкуренції. Ефективність систем управління значним чином залежить від ефективності функціонування інформаційної системи управління підприємством. Основу відповідної інформаційної системи повинні складати:

а) модель управління підприємством, яка враховує вплив постачальників, споживачів та конкурентів, тобто вона має бути логістичною.

б) конструктивні елементи, що дають змогу адекватно та своєчасно реагувати на збурюючі ринкові чинники, а, отже, і сприяти забезпеченню організаційно-економічної стійкості підприємств, тобто елементи повинні бути активними.

2. Одним із можливих підходів щодо побудови логістичних інформаційних систем може бути композиційне моделювання логістики, що базується на поєднанні економіко-математичних моделей, евристичних методів та засобів сучасних інформаційних технологій.

3. Для побудови логістичних інформаційних систем, що мають сприяти забезпеченню організаційно-економічної стійкості, пропонується використовувати нову парадигму сучасних інформаційно-технологічних засобів – програмні агенти.

З цією метою:

- запропоновано ідею використання мультиагентних систем (МАС) для управління логістичними процесами на підприємствах;

- теоретично обґрунтовано можливість побудови МАС у вигляді сукупності партнерських програмних агентів двох типів: функціональних та інформаційних;

- на основі метамови опису предикатів Бекуса-Наура описано функціонування МАС для управління логістичними процесами на підприємствах.

4. Для реалізації функціонування агентів як активних складових частин в логістичних інформаційних системах:

- обґрунтовано можливість моделювання діалогових взаємодій між агентами на основі використання розфарбованих мереж Петрі;

- розроблено метод моделювання агентно-орієнтованих бізнес-правил та бізнес-процесів в логістичних інформаційних системах;

- розроблено метод моделювання процедур укладанням ринкових угод в мультиагентних системах (ринкова сесія, сценарій, інфраструктура та алгоритми взаємодії агентів).

5. З метою практичного впровадження МАС для управління логістичними процесами на підприємствах:

- реалізовано модель архітектури та інфраструктуру системи партнерських програмних агентів для управління ланцюгами постачань як складової частини логістичних ланцюгів на підприємствах;

- апробовано концепцію агентно-орієнтованого підходу до побудови логістичних інформаційних систем на підприємствах.

Використання запропонованих методів та засобів моделювання мультиагентних систем для управління логістичними процесами на підприємствах надає можливість будувати ефективні логістичні інформаційні системи, здатні сприяти забезпеченню організаційно-економічної стійкості підприємств в ринкових умовах.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

У наукових фахових виданнях:

1). Гужва В.М. Інформаційні системи управління підприємством – від планування матеріальних ресурсів до динамічного моделювання діяльності // Технічний прогрес та ефективність виробництва: Вісник Харківського державного політехнічного університету: Зб. наук. пр. – Харків: ХДПУ, 2000. – Вип. 92. - С.58-62. – 0,29 друк. арк.

2). Гужва В.М. Концепція динамічного моделювання підприємств в інформаційних системах: закордонний досвід // Збірник наукових праць. – К.: Інститут світової економіки і міжнародних відносин НАН України, 2000. – Вип. 27. – С.45-53. - 0,52 друк. арк.

3). Гужва В. Еволюція інформаційних систем управління підприємством: від планування матеріальних ресурсів до динамічного моделювання виробництва // Вісник Тернопільської академії народного господарства. – Тернопіль: ТАНГ, 2000. – Вип.10. - С.71-79. – 0,63 друк. арк.

4). Гужва В.М. Cучасні підходи до автоматизації діяльності підприємств // Економіка та підприємництво: Зб. наук. праць молодих учених та аспірантів. – К.: КНЕУ, 2001. – Вип.6. – С.263-276. – 0,7 друк. арк..

5). Гужва В.М. Динамічне моделювання бізнесу в інформаційних системах // Вісник Тернопільської академії народного господарства. – Тернопіль: ТАНГ, 1999. – Вип.5. - С.51-75. – 1,0 друк. арк..

6). Гужва В.М. Сучасні підходи до розробки та впровадження інформаційних систем на підприємствах // Стратегія економічного розвитку України: Наук. зб.– K.: КНЕУ, 2001. – Вип.6. – С.363-373. – 0,8 друк. арк.

7). Гужва В.М. Віртуальні підприємства як стратегічний напрям розвитку ефективного управління // Стратегія економічного розвитку України: Наук. зб. –– K.: КНЕУ, 2002. - Вип.1(8). – С.431-437. – 0,53 друк. арк.

8). Гужва В.М. Мультиагентні системи для управління логістичними ланцюгами на підприємствах // Збірник наукових праць Академії ДПС України. – Ірпінь: АДПСУ, 2002. – Вип.1(15). – C237-242. – 0,36 друк. арк.

9). Гужва В.М. Композиційне моделювання логістики в інформаційних системах // Моделювання та інформаційні системи в економіці (Машинна обробка інформації): Міжвідом. наук. зб.– K.: КНЕУ, 2001. - Вип. 65. – С.293-298. – 0,36 друк. арк.

10). Гужва В.М. Реалізація ланцюгів постачання на підприємствах за допомогою системи партнерських агентів у середовищі Internet // Стратегія економічного розвитку України: Наук. зб. –– K.: КНЕУ, 2002. - Вип.2(9). – С. 358-368. – 0,83 друк. арк.

В інших виданнях:

1). Гужва В.М. Інформаційні системи і технології на підприємствах: Навч. посібник. – K: КНЕУ, 2001. – 400c. – 23, 33 друк. арк.

2). Гужва В.М., Постєвой А.Г. Інформаційні системи в міжнародному бізнесі: Навч. посібник. – K: КНЕУ, 2002. – 458с. – 26,74 друк. арк. (особисто автору належить 20,78 друк. арк. – розділи 1, 2, 3, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16).

3). Береза А.М., Гужва В.М. та ін. Електронна комерція: Навч. посібник. – K: КНЕУ, 2002. – 326с. – 19,06 друк. арк. (особисто автору належить 4, 67 друк. арк. – розділи 7, 8).

4). Гужва В.М. Програмні агенти та їх використання в інформаційних системах // Тези доповідей I міжнародної науково-практичної конференції “Проблеми впровадження інформаційних технологій в економіці та бізнесі”, травень, 2000 р. - Ірпінь, 2000.- С.126 –127. – 0,12 друк. арк.

5). Гужва В.М. Візуалізація структурного моделювання в комп’ютерних системах підтримки прийняття рішень // Тези доповідей II Національної науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Системний аналіз та інформаційні технології”, 28-30 червня 2000р. – К., 2000. – С. 144-145. – 0,1 друк. арк.

6). Гужва В.М. Комп’ютерне моделювання діяльності підприємств в інформаційних системах // Тези доповідей науково-методичної конференції “Комп’ютерне моделювання”, 29 червня – 1 липня 2000р. - м. Дніпродзержинськ, 2000. – С.179-180.- 0,1 друк. арк.

7). Гужва В.М. Управління логістичними ланцюгами на підприємствах за допомогою програмних агентів // Тези доповідей II міжнародної науково-практичної конференції “Проблеми впровадження інформаційних технологій в економіці та бізнесі”, травень 2001р. – Ірпінь, 2001. - С.383–385. – 0,13 друк. арк.

8). Гужва В.М. Мультиагентні системи для управління логістичними бізнес-процесами на підприємствах // Тези доповідей III міжнародної науково-практичної конференції “Проблеми впровадження інформаційних технологій в економіці”, 16-17 травня 2002р. - Ірпінь, 2002. - С.354 –359. – 0,31 друк. арк.

АНОТАЦІЯ

Гужва В.М. Моделювання мультиагентних систем для управління логістичними процесами на підприємствах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук за спеціальністю 08.03.02 - ”Економіко-математичне моделювання”. - Київський національний економічних університет. Київ, 2003.

В роботі запропоновано та теоретично обґрунтовано концепцією побудови логістичної інформаційної системи виробничого підприємства як мультиагентної системи, основу якої складають партнерські програмні агенти двох типів: функціональні та інформаційні. З метою практичної реалізації висунутої концепції запропоновано: агентно-орієнтований підхід до побудови інформаційних систем, модель архітектури та інфраструктуру системи партнерських агентів для управління ланцюгами постачання, процедури моделювання діалогових взаємодій між агентами на основі розфарбованих мереж Петрі, методику моделювання агентно-орієнтованих бізнес-правил та бізнес-процесів, засоби моделювання процедур укладання ринкових угод між агентами (ринкова сесія, сценарії, інфраструктура, алгоритми).

Основні результати дисертаційного дослідження впровадження в діяльність фірм, що займаються розробкою інформаційних систем управління підприємствами, а також були використані у навчально-методичному забезпеченні вищих навчальних закладів.

Ключові слова: інформаційна система, логістика, логістична система, ланцюг постачання, мультиагентні системи, програмний агент, стійкість підприємства.

АННОТАЦИЯ

Гужва В.М. Моделирование мультиагентных систем для управления логистическими процессами на предприятиях. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата економических наук по специальности 08.03.02 – “Экономико-математическое моделирование”. – Киевский национальный экономический университет, Киев, 2003.

Диссертация посвящена проблемам построения современных логистических информационных систем управления, способных содействовать обеспечению организационно-экономической устойчивости производственных предприятий в рыночных условиях.

Cовременный этап развития экономических отношений требует рассматривать предприятие в постоянной взаимосвязи с поставщиками производственных ресурсов и потребителями готовой продукции. В условиях растущей конкуренции успех любого предприятия зависит от скорости реагирования на постоянные изменения во внешней инфраструктуре. Поэтому предприятие должно иметь механизмы управления, которые позволяют осуществлять адаптацию к рыночным условиям и конкуренции на рынках производителей. Реализация этого означает, что именно потребитель должен определять направление развития предприятия. Исходя из этого, цель функционирования любого производственного предприятия может быть сформулирована следующим образом: “Создать своего потребителя”. Достижение цели в такой постановке связано с удовлетворением всего спектра потребностей потребительcкого рынка по профилю выпускаемой продукции или предоставляемых услуг. Формирование стабильного круга постоянных потребителей – это основа для завоевания предприятием устойчивого положения на рынке производителей.

Устойчивость предприятия в таком понимании прежде всего зависит от того, насколько эффективной есть соответствующая система управления в целом и информационная система управления в часности.

В связи с этим в диссертации исследовались: 1). современные логические концепции управления, составляющие основу информационных систем, - от систем управления материальными ресурсами (MRP) до развитых систем планирования (APS); 2) современные подходы к проектированию и построению логистических информационных систем на предприятиях (структурно-ориентированный, объектно-ориентированный, процесно - ориентированный). Отсутствие механизмов реализации наиболее приемлемой на сегодня логистической концепции управления – APS и невозможность реализации с помощью современных подходов к построению информационных систем механизмов реагирования на динамические возмущающие воздействия в рыночной среде (влияние поставщиков, потребителей и конкурентов) определили проблематику диссертационных исследований.

В качестве возможного варианта решения этих задач предлагается идея композиционного моделирования логистики в информационных системах . В ее развитии предлагается строить современные логистические информационные системы на основе программных агентов, а именно: как совокупность партнерских программных агентов двух типов: функциональных и информационных. Поскольку парадигма программных агентов есть новой и практически не исследованной в отечественной литературе, в диссертации анализируется суть понятия “программный агент”, рассматриваются их основные типы и свойства. При исследовании мультиагентных систем основное внимание уделено таким понятиям, как: архитектура системы агентов, инфраструктура для системы агентов, языки и протоколы взаимодействия агентов, а также элементы реализации мультиагентных систем. Для теоретического обоснования возможности построения информационной системы как мультиагентной системы использована теория исчисления предикатов на основе метаязыка описания предикатов Бэкуса – Наура.

С целью практической реализации цепи снабжения как составной части логистических цепей на предприятии предложена модель архитектуры и инфраструктура системы партнерских агентов. В частности, детально рассмотрены такие компоненты архитектуры, как агенты-серверы доменного сотрудничества, агенты “желтых страниц”, агенты-локальные зонные координаторы, высокоуровневые агенты сотрудничества, агенты управления знаниями, агенты-серверы онтологии и партнерские интерфейсные агенты.

Кроме этого, в диссертации предложены средства для: 1) моделирования диалоговых взаимодействий меджду агентами на основе использования раскрашенных сетей Петри; 2) моделирования агентно-ориентированных бизнес-правил и бизнес-процессов; 3) моделирования процедур заключения рыночных договоров в мультиагентных системах (рыночная сессия, сценарий, инфраструктура, алгоритмы взаимодействия агентов).

Основные результаты диссертационного исследования внедрены в деятельность фирм, которые осуществляют разработку информационных систем управления предприятиями, а также были использованы в учебно-методическом обеспечении высших учебных заведений.

Ключевые слова: информационная система, логистика, логическая система, цепь снабжения, мультиагентные системы, программный агент, устойчивость предприятий.

Annotation

Guzhva V.M. Modelling of multi-agent systems for controlling logistic processes at enterprises. – Manuscript.

The dissertation in submitter for candidate of economic sciences degree; specialization 08.03.02. – Economic and mathematical modelling. Kyiv National Economic University, Kyiv, 2003.

The author suggests and theoretically grounds a conception of composing a logistic information systems of a manufacturing enterprise as a multi-agent system based on two types of partner program agents: functional and informational. To put the above-mentioned conception into practice the author has used: an agent-oriented approach in the process of composing an informational systems, an architectural model and infrastructure of the system of partner agents for controlling the delivery chain, procedures of modelling dialogue interrelationship between agents on the basis of coloured Petri nets, methods of modelling agent-oriented business-rules and business-processes, means of modelling procedures of making market agreements between agents (market session, scenarios, infrastructure, algorithms).

The main results of this dissertation have been put into practice in a number of companies dealing in the field of the development of management information systems of enterprises. They have also been used as training aids in a number of higher educational institutions.

Key words: information systems, logistics, logistic system, delivery chain, multi-agent systems, program agent, enterprise stability.